Relatore
Descrizione
Esperimenti di ricerca di segnali indiretti di Materia Oscura (in inglese Dark Matter, DM) si prefiggono di indagare oltre la fisica del modello standard, focalizzandosi sulle particelle generate da una potenziale annichilazione o interazione fra particelle di DM. L’esperimento GAPS (General Antiparticle Spectrometer) è progettato per svolgere tali studi, cercando antiparticelle a bassa energia nei raggi cosmici: antiprotoni, antielio-3 e, specialmente, antideuterio. Il flusso di antideuterio, risultante da una pura interazione secondaria di raggi cosmici primari con il mezzo interstellare, è atteso essere molto basso. Teorie oltre il modello standard prevedono che alcuni candidati di DM potrebbero significativamente intensificare (di circa due ordini di grandezza) il flusso di questa popolazione, nell’intervallo di basse energie (< 250 MeV/n); per questa ragione, la ricerca di antideuterio in GAPS è considerata quasi priva di fondo. Inoltre, GAPS è progettato per ottenere misure assai precise di antiprotoni a basse energie e, possibilmente, segnature della presenza di antielio-3. Il rilevatore è formato da una serie di 10 piani di Si(Li) – che formano il tracciatore – circondati da un sistema di scintillatori plastici, che costituiscono il sistema del tempo di volo (Time-of-Flight, ToF). Questo design è stato ottimizzato per rendere possibile una tecnica di identificazione basata sulla cattura di antiparticelle e sulla formazione di atomi esotici con successivi decadimenti, attraverso una serie di transizioni atomiche che emettono raggi X ad energia ben definita. Successivamente, l’annichilazione dell’antiparticella con il nucleo bersaglio produce una pletora di particelle secondarie, provenienti tutte da un vertice comune (stella di pioni). Il lancio dell’esperimento è previsto per la fine del 2025, con il primo di una serie di voli su pallone dall’Antartide.
